Định luật phản xạ ánh sáng là gì? Nội dung lý thuyết và bài tập

Ghi chú: Tài liệu trích dẫn

Định luật phản xạ ánh sáng là một trong những chương trình học Vật lý 7. Trong thực tế, phản xạ ánh sáng là hiện tượng quen thuộc trong tự nhiên và được ứng dụng nhiều trong thực tế. Để hiểu rõ hơn, quý bạn đọc đừng bỏ lỡ nội dung thông tin có trong bài viết dưới đây.

Nội dung định luật phản xạ ánh sáng được xác định dựa trên 2 yếu tố, đó là:

Hình ảnh quan sát được trong gương được gọi là ảnh của vật tạo bởi gương phẳng

Gương phẳng tạo ra ảnh của vật trước gương

Vật nhẵn bóng, phẳng đều có thể là gương phẳng như tấm gỗ phẳng, mặt nước phẳng hay tâm kim loại nhẵn,…

Phản xạ ánh sáng

Khi tia sáng tới, gặp gương thì tia sáng sẽ bị hắt trở lại và được gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng. Có thể thấy rằng, khi một tia sáng chiếu vào bất kỳ một vật thể nào thì tia sáng đó bị chiếu ngược lại và hiện tượng này được gọi là phản xạ ánh sáng.

Bất kỳ thứ gì phát ra ánh sáng đều bị phản xạ bởi chính nó được gọi là một vật thể ví dụ như bóng đèn, mặt trăng, ngọn nến,…

Các vật thể có bề mặt sáng bóng hay được đánh bóng phản chiếu ánh sáng hơn so với các bề mặt xỉn màu hoặc không đánh bóng.

Mặt khác, khi các tia sáng phát ra từ một vật thể được phản chiếu từ gương thì hình dạng quang học được tạo ra gọi là hình ảnh. Hình ảnh có 2 loại đó là ảnh thật và ảnh ảo. Ảnh thật là hình ảnh có thể nhìn thấy được trên màn hình còn ảnh ảo là hình ảnh không được trên màn hình

=> Định luật phản xạ ánh sáng là gì? Dựa theo nội dung giải đáp có trong chương trình Vật lý 7, định luật phản xạ của ánh sáng được giải đáp như sau: “Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điển tới. Góc phản xạ bằng góc tới”.

Trong đó:

I: điểm tới

IN: Pháp tuyến

SI và IR lần lượt là góc tới và góc phản xạ

Phương của tia phản xạ được xác định bằng góc NIR = i’ gọi là góc phản xạ

Phương của tia tới xác định bằng góc SIN = i gọi là góc tới.

Phân loại phản xạ ánh sáng

Có 2 loại phản xạ ánh sáng đó là:

Phản xạ ánh sáng thường xuyên

Một chùm ánh sáng tới song song được phản xạ lại song song theo một hướng. Trường hợp này, các tia tới song song vẫn song song ngay cả khi phản xạ, đi theo một hướng và xuất hiện từ các bề mặt nhẵn. Do đó, một gương phẳng tạo ra sự phản xạ ánh sáng thường xuyên. Không những thế, góc tới và góc phản xạ là gần bằng nhau nên một chùm tia song song rơi trên bề mặt nhẵn chỉ được phản xạ dưới dạng là chùm tia sangs ong song theo một hướng.

Phản xạ khuếch tán

Một chùm ánh sáng tới song song được phản xạ theo các hướng khác nhau. Trường hợp này, các tia tới song song và không tồn tại song song sau khi phản xạ, chúng bị tan xạ theo các hướng khác nhau. Và thường được gọi là sự phản xạ hoặc tán xạ không đều.

Các bề mặt ghề ghề như giấy, bìa cứng,….hay các bề mặt kim loại không được đánh bóng nên góc tới và góc phản xạ là khác nhau, các tia song song rơi trên bề mặt gồ ghề đi theo các hướng khác nhau.

Phương pháp giải các bài tập về định luật phản xạ ánh sáng

Cách vẽ tia tới, phản xạ và cách tính góc phản xạ, góc tới

Dựa theo định luật phản xạ ánh sáng, ta sẽ suy ra được tia phản xạ đối xứng với tia tới qua gương phẳng. Để vẽ tia phản xạ khi biết tia tới, ta thực hiện như sau:

Vẽ pháp tuyến NN’ vuông góc với gương tại điểm tới I

Lấy một điểm A bất kỳ trên tia tới SI

Kẻ đoạn thẳng AA’ vuông góc với pháp tuyến NN’ tại H sao cho AH = HA’

Vẽ tia IA’. Tia IA’ chính là tia phản xạ cần vẽ.

Cách tính góc phản xạ, góc tới

Dựa vào giả thiết mà đề bài cho, bạn xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ, ta tính được góc phản xạ và góc tới. Nếu như tia tới vuông góc với mặt phẳng gương tức i’ = i = 00 => α = β = 90 độ thì tia phản xạ có phương trùng với tia tới nhưng có chiều ngược lại. Còn tia tới trùng với mặt phẳng gương tức i’ = i = 90 độ => α = β = 90 độ thì tia phản xạ có phương trùng với tia tới và cùng chiều với tia tới.

Cách xác định vị trí đặt gương khi biết tia tới và tia phản xạ

Xác định điểm tới I: Tia tới và tia phản xạ cắt nhau tại I

Xác định góc hợp bởi tia tới và tia phản xạ: i + i’

Xác định pháp tuyến NN’: Vẽ đường phân giác NIN’ của góc i +i’. NN’ chính là pháp tuyến

Xác định vị trí đặt gương: Từ I kẻ đường thẳng vuông góc với pháp tuyến, đường thẳng đó chính là vị trí để đặt gương phẳng.

Xác định góc quay của tia tới, tia phản xạ hoặc của gương

Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng, điều kiện của đề bài đưa ra mà bạn tìm các góc bằng nhau. Sau đó tìm mối quan hệ giữa các góc liên quan rồi suy ra góc tới, tia phản xạ hoặc của gương.

Một số bài tập về định luật phản xạ ánh sáng

Bài tập 1: Nội dung nào sau đây không đúng với định luật phản xạ ánh sáng:

Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của mặt phẳng gương.

Tia phản xạ bằng tia tới

Góc phản xạ bằng góc tới

Góc hợp bởi tia tới và pháp tuyến bằng góc hợp bởi tia phản xạ và pháp tuyến

Gợi ý đáp án: B

Bài tập 2: Chiếu 1 tia tới SI lên một gương phẳng hoặc 1 mặt phẳng phản xạ, thu được một tia phản xạ IR và tạo với tia tới SI một góc 60 độ. Tìm giá trị của góc phản xạ r, góc tới i. (Lưu ý: quy ước i là góc tới còn r là góc phản xạ)

A.i = r = 80 độ

i = r = 30 độ

i = 30 độ, r = 40 độ

i = r = 60 độ

Gợi ý đáp án: Theo định luật phản xạ ánh sáng thì góc tới sẽ luôn bằng góc phản xạ tức i = r. Do đó ta loại trừ phương án C khi mà i # r. Ta có i = r mà i + r = 60 độ —-> i = r = 30 độ, vì vậy đáp án đúng là B.

Với các nội dung thông tin trong bài viết “Định luật phản xạ ánh sáng là gì? Nội dung lý thuyết và bài tập” sẽ giúp ích bạn. Để có thêm nhiều thông tin khác về lĩnh vực vật lý, quý bạn đọc truy cập website Vietlearn.org